技術士 過去問
令和7年度(2025年)
問4 (基礎科目「設計・計画に関するもの」 問4)
問題文
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問題
技術士試験 令和7年度(2025年) 問4(基礎科目「設計・計画に関するもの」 問4) (訂正依頼・報告はこちら)
- 非常に薄い平板が面内荷重を受ける場合、応力の平板厚さ方向成分は無視してよい。これを平面応力状態という。
- 非常に長い柱がその側面に長さ方向に一様な荷重を受ける場合、応力の柱長さ方向成分は無視してよい。これを平面ひずみ状態という。
- 非常に長い柱がその側面に長さ方向に一様な荷重を受ける場合、ひずみの柱長さ方向成分は無視してよい。これを平面応力状態という。
- 非常に薄い平板が面内荷重を受ける場合、ひずみの平板厚さ方向成分は無視してよい。これを平面ひずみ状態という。
- 非常に長い柱がその側面に長さ方向に一様な荷重を受ける場合、応力の柱長さ方向成分は無視してよい。これを平面応力状態という。
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この過去問の解説 (1件)
01
この問題では、平面応力状態と平面ひずみ状態の違いを正しく理解しているかがポイントです。
この記述が最も適切です。
薄い板に面内方向の力がかかると、板の厚さ方向の応力はとても小さくなるので、ふつうは無視して考えます。
このような考え方を平面応力状態といいます。
つまり、薄い板では厚さ方向の応力を小さいものとして扱う、これが基本です。
非常に長い柱や長い構造物では、長さ方向には変形しにくいと考えることが多いです。
そのため、無視するのは応力ではなくひずみの長さ方向成分です。
平面ひずみ状態でポイントになるのは、長さ方向のひずみをほぼゼロとみなすことです。
非常に長い柱で、長さ方向のひずみを無視するという考え方は合っています。
しかし、それをいうのは平面応力状態ではなく平面ひずみ状態です。
つまり、説明の中身は平面ひずみ状態なのに、名前を取り違えています。
薄い板で基本になるのは、厚さ方向の応力を無視する考え方です。
厚さ方向のひずみは、ポアソン効果によって生じることがあるため、いつでも無視できるとはいえません。
また、薄い板の問題を平面ひずみ状態というのも合っていません。
薄い板なら、まず平面応力状態を考えます。
非常に長い柱では、長さ方向については変形しにくいので、無視するのは応力ではなくひずみです。
また、そのような場合は平面応力状態ではなく平面ひずみ状態として考えるのが基本です。
この問題では、次の2つを区別できるかが大切です。
平面応力状態
→ 薄い板で考えやすく、厚さ方向の応力を無視します。
平面ひずみ状態
→ 非常に長い部材で考えやすく、長さ方向のひずみを無視します。
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